Фізико-хімічні закономірності одержання та властивості електропровідних полімерів у тонкому шарі - Автореферат

ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ІВАНА ФРАНКААвтореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора хімічних наук Робота виконана у Львівському національному університеті імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України. Науковий консультант: доктор хімічних наук, професор Ковальчук Євген, Прокопович, Львівський національний університет імені Івана Франка, завідувач кафедри фізичної та колоїдної хімії. Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор Туровський Анатолій Антонович, Відділення фізико-хімії і технології горючих копалин Інституту фізичної хімії НАН України, зав. відділом доктор хімічних наук, професор Шаповал Галина Сергіївна, Інститут біоорганічної і нафтохімії НАН України, зав. Відділом доктор хімічних наук, с.н.с.Однак мало уваги приділяється встановленню механізму процесів, що відбуваються при формуванні електропровідного органічного шару, дослідженню стану поверхні, межі поділу фаз, структури і стабільності полімерних шарів, їх електрооптичних та магнітних властивостей, створенню діючих функціональних пристроів на цій основі. Сучасні технології одержання полімерів, які грунтуються переважно на традиційних методах хімічного синтезу і охоплюють термічну та фотополімеризацію, піроліз “попередників”, а також різноманітні каталітичні процеси, у більшості випадків неможливо застосувати для одержання спряжених полімерів з електронною провідністю в тонкому шарі. Роль передуючих електрополімеризації стадій, механізм реакцій на межі фаз, процеси переносу заряду через органічні шари та їх звязок із структурою та фізико-хімічними властивостями полімерів вимагають детального вивчення та узагальнення Наукові дослідження проводились по плану Міносвіти України, програма 6."Нові речовини і матеріали", проекти “Фізичні та хімічні основи створення нових плівкових матеріалів електронної техніки”, № держреєстрації 0193U009886; “Полімерні провідники та матеріали на їх основі для функціональних пристроїв нового покоління”, № 0194U022294 (1991-1996), згідно з координаційним планом Міносвіти України № 14 "Мономери, поверхнево-активні речовини, наповнювачі, модифікатори та прогресивні технології одержання полімерних композиційних матеріалів на їх основі", проект “Синтез і фізико-хімія полімерних композитів з електронною та іонною провідністю для перетворювачів енергії нового типу” № 0197U018125 (1997-1999), по багатогалузевій науково-технічній програмі "Нові речовини і матеріали малотонажного хімічного виробництва взамін імпортованих", проект “Розробка технології синтезу полімерних електродів для хімічних джерел струму” (1994-1996); по лінії ДКНТ України згідно з Державними науково-технічними програмами: 7.3.2 "Функціональні полімерні матеріали та композити", проект 07.03.02./100-92 шифр 6626 “Електропровідні поліарилени підвищеної стабільності”; 7.1.3"Нові матеріали функціональної електроніки", проект 07.01.03/044-92 “Нові полімерні провідники для функціональних пристроїв”, № 0194.U035192 (1992-1994), підтримана Міжнародним науковим фондом та Кабінетом Міністрів України (грант CRDF UC-1-305). Встановлення фізико-хімічних закономірностей процесів електросинтезу, структури та властивостей електропровідних полімерних шарів, які формуються на твердій поверхні в умовах електрохімічної полімеризації органічних сполук різних типів (ароматичні, ацетиленові, вінільні мономери) та розробка на цій основі перспективних методів одержання полімерних плівкових матеріалів із спеціальними властивостями (електропровідність, електроактивність, електрохромність, магнетизм, антикорозійні покриття).Знайдено, що для цих речовин характерні процеси відновлення на Pt, графітовому, Cu, SNO2-катодах, однак можливість полімеризації на поверхні електроду і структура полімерного шару селективні до катіону електроліту та матеріалу поверхні. Дослідження стану поверхні за допомогою скануючої електронної мікроскопії показало, що залежно від умов електросинтезу плівка фібрильної (діаметр фібрил 100-200 нм) або глобулярної структури утворюється на поверхні Pt, Cu, Ni, а також оптично прозорих SNO2 електродів. Висока термічна і окисна стабільність полімерів на основі бензолу та його похідних, їх здатність до генерування вільних носіїв заряду під дією допантів донорного або акцепторного типів обумовлює можливість використання цих матеріалів в електронній техніці та ХДС. Дослідження, проведені методом ЦВА на гладкому платиновому і обертовому графітовому електродах у поєднанні з ІЧ-спектроскопією продуктів реакції, свідчать про можливість окиснення ізомерних (о-, м-) амінофенолів за участю двох функціональних груп (рис.5). Беручи до уваги електрохімічні та спектральні дані запропоновано механізм окиснювального сполучення м-амінофенолу, який має стадії окиснення мономеру з утворенням проміжних катіон-радикальних частинок, їх ізомеризацію та взаємодію вихідних та ізомеризованих катіон-радикалів з утворенням димерів, а при наступних стадіях - полімеру.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ